KR100407523B1 - 이동 및/또는 고정 송수신 장치사이에서 무선 통신을 수행하는 통신 시스템, 특히 제 3 세대 이동 무선 시스템에서 얼리-레이트 트래킹을 수행하는 레이크 수신기에서 메모리 액세스를 제어하는 방법 - Google Patents

이동 및/또는 고정 송수신 장치사이에서 무선 통신을 수행하는 통신 시스템, 특히 제 3 세대 이동 무선 시스템에서 얼리-레이트 트래킹을 수행하는 레이크 수신기에서 메모리 액세스를 제어하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 목적은 이동 및/또는 고정 송수신기 사이의 무선 통신에 의해 작동되는 통신 시스템, 특히 제 3 세대 이동 무선 시스템에서 "얼리-레이트 트래킹(Early-Late Tracking)"을 수행하는 레이크(rake)-수신기에서의 메모리 액세스를 종래의 공지된 방법에 비해 메모리 액세스의 수가 줄어들도록 제어하기 위해, 레이크-수신기에 수신되고, "얼리-레이트 트래킹(Early-Late Tracking)"시 "레이트(Rate)-핑거(finger)"에 의해 판독되는 데이터가 임시 저장되고, 하나의 판독 사이클 이후에 "얼리-레이트 트래킹(Early-Late Tracking)"시 "얼리(Early)-핑거"에 의해 판독되기 위해 상기 "얼리-핑거"에 전송된다.

Description

이동 및/또는 고정 송수신 장치사이에서 무선 통신을 수행하는 통신 시스템, 특히 제 3 세대 이동 무선 시스템에서 얼리-레이트 트래킹을 수행하는 레이크 수신기에서 메모리 액세스를 제어하는 방법 {METHOD FOR CONTROLLING MEMORY ACCESS IN RAKE RECEIVERS WITH EARLY-LATE TRACKING IN TELECOMMUNICATIONS SYSTEMS OPERATED BY WIRELESS TELECOMMUNICATION BETWEEN MOBILE AND/OR STATIONARY TRANSMITTERS/RECEIVERS, ESPECIALLY IN THIRD-GENERATION MOBILE RADIO SYSTEMS}
이동 및/또는 고정 송수신기 사이에서 무선 통신을 수행하는 통신 시스템은 메시지 소오스와 메시지 싱크사이의 메시지 전송 구간을 갖는 특수 메시지 시스템이다. 이러한 메시지 시스템에 있어서, 예컨대 기지국과 이동국은 메시지 처리 및 메시지 전송을 위한 송수신기로서 사용되고, 또한
1) 메시지 처리 및 메시지 전송은 단방향 전송(심플렉스 동작) 또는 양방향 전송(듀플렉스 동작)으로 이루어질 수 있고,
2) 메시지 처리는 바람직하게 디지털방식으로 수행되고,
3) 메시지는 원거리 전송 구간을 통해 무선으로 전송되고, 다양한 메시지 전송방법, 즉 FDMA(주파수 분할 다중접속), TDMA(시분할 다중접속) 및/또는 CDMA(코드분할 다중접속)을 기초로하며. 예컨대 DECT (DigitalEnhanced(이전에:European)CordlessTelecommunication), GSM (GroupeSpecialeMobile oderGlobalSystem forMobile Communication), UMTS (UniversalMobileTelecommunicationSystem), WACS 또는 PACS, IS-54, IS-95, PHS, PDC 등과 같은 무선표준으로 원거리 전송경로를 통해 무선으로 전송된다.여기서 DECT는 Information Technology Electronics 42 (1992) 1월/2월 No. 1, 베를린, 독일;ETSI-출판물 ETS 300175-1...9(1992년 10월) 및 DECT-포럼의 DECT-출판물(1997년 2월, 1-16 페이지)과 관련된 U. Pilger "Structure of the DECT Standard"(23-29 페이지) 참조,
GSM는 Information Technology Spectrum 14 (1991) 6월, No. 3, 베를린, 독일 ; 출판물 Telecommunications in practice 4/1993, P. Smolka "GSM radiointerface-Elements and functions"(17-24 페이지)와 관련된 A.Mann : "The GSM-Standard - Basis of digital European mobile networks"(137-152 페이지) 참조,
UMTS는(1): Information Technology Electronics, 베를린 45, 1995, 제 1권 10-14 페이지 및 제 2권 24-27 페이지 ; P.Jung, B.Steiner : "Concept of a CDMA mobile radio system with joint detection for third-generation mobile radios";(2): Information Technology Electronics, 베를린 41, 1991, 제 6권 223-227 및 234 페이지 ; P.W.Baier, P.Jung, A.Klein : "CDMA - a suitable multiple access method for frequency-selective and time-variant mobile radio channels";(3): IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communication and Computer Sciences, Vol. E79-A, No.12, 1996년 12월, 1930-1937 페이지 ; P.W.Baier, P.Jung :"CDMA Myths and Realities Revisited";(4): IEEE Personal Communications, 1995년 2월, 38-47 페이지 ; A.Urie, M.Streeton, C.Mourot : "An Advanced TDMA Mobile Access System for UMTS";(5): Telecommunications practice , 5/1995, 9-14 페이지 ; P.W.Baier : "Spread-Spectrum-Technology and CDMA - an originally military technology taking over the civil market" ;(6): IEEE Personal Communications, 1995년 2월, 48-53 페이지 ; P.G.Andermo, L.M.Ewerbring : "A CDMA-Based Radio Access Design for UMTS";(7): ITG Specialist Reports 124 (1993), 베를린, 오펜바흐 : VDE 출판 ISBN 3-8007-1965-7, 67-75 페이지; Dr.T.Zimmermann, Siemens AG : "Use of CDMA in mobile communication" ;(8): telecom report 16,(1993),제 1권, 38-41 페이지; Dr.T.Ketseoglou, Siemens AG 및 Dr.T.Zimmermann, Siemens AG: "Efficient subscriber access for third-generation mobile communication - the CDMA multiple access method makes the air interface more flexible";(9): Funkschau 6/98 : R.Sietmann "Fierce competition for the UMTS interface", 76-81 페이지] 참조,
WACS는 IEEE Communications Magazine, 1995년 1월, 50-57 페이지 ; D.D. Falconer 등 저 :"Time Division Multiple Access Methods for Wireless Personal Communications"] 참조,
본 발명은 이동 및/또는 고정 송수신 장치사이에서 무선 통신을 수행하는 통신 시스템, 특히 제 3 세대 이동 무선 시스템에서 "얼리-레이트 트래킹(Early-Late Tracking)"을 수행하는 레이크 수신기에서 메모리 액세스를 제어하는 방법에 관한 것이다.
도1과 도2는 범용 이동 통신시스템 WCDMA/FDD에서 사용되는 제1 물리적 채널(DPCCH)과 제2 물리적 채널(DPDCH)의 시간 프레임 구조를 도시하고 있다.
도3은 FDMA/TDMA/CDMA 무선 시나리오용으로 설계된 무선 인터페이스를 통해 통신을 하는, 기지국, 이동국, 기지국 제어기(BSC), 이동교환국(MSC) 및 PSTN을 포함하고 있는 FDMA/TDMA/CDMA 무선 시나리오를 도시하고 있다.
도4와 도5는 송수신기 형태의 기지국과 이동국으로 도시하고 있다.
도6은 얼리 및 레이트 트래킹 방법을 사용하는 레이크 수신기가 도시되어 있다.
도7은 도6의 레이크 수신기의 핑거가 도시되어 있다.
도8은 얼리 및 레이트 핑거로부터 얻어진 진폭을 계산하고 비교하여 얼리 및 레이트 핑거로부터의 결과를 평가하는 방법이 도시되어 있다.
도9는 종래 레이크 수신기에서 메모리 액세스 제어 구조에 대한 블록도이다.
도10은 종래 레이크 수신기의 메모리 액세스 제어 구조에 비해 1/3만큼 메모리 액세스 횟수가 줄어든 개선된 메모리 액세스 제어 구조에 대한 블록도이다.
본 발명의 목적은 이동 및/또는 고정 송수신 장치간의 무선 통신에 의해 작동되는 통신 시스템, 특히 제 3세대 무선 이동 시스템에 사용되는, 얼리-레이트-트래킹(early-late-tracking)을 수행하는 레이크(rake) 수신기에서 메모리 액세스를 제어하기 위한, 기존에 공지된 방법에 비해 메모리 액세스의 수가 감소된 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은 청구항에 따라, 레이크 수신기내에 수신되어 "얼리-레이트-트래킹" 단계에서 얼리 핑거(early finger)에 의해 판독된 데이터가 임시 저장되고, 상기 데이터가 "얼리-레이트-트래킹" 단계에서 레이트 핑거(late finger)에 의해 판독되기 위해 하나의 판독 사이클 이후 상기 레이트 핑거로 전송됨으로써 달성된다.
본 발명은 얼리-데이터 및 레이트-데이터의 비율에 의해 서로에게 나타나는 특성을 이용하는 것을 기본으로 한다. 얼리 핑거에 의해 판독된 데이터는 하나의 판독 사이클 이후에 관련 레이트 핑거에 의해 판독된다. 따라서 얼리 핑거로부터 판독된 데이터는 메모리 내에 임시 저장된 후 레이트 핑거로 적절하게 전달된다. 그렇게 되면 상기 데이터는 더 이상 메모리로 직접 액세스될 필요가 없다. 오버샘플링을 사용하지 않는 경우, 3회의 메모리 액세스가 모두 단 한 번으로 대체될 수도 있다. 얼리 핑거 및 레이트 핑거가 1회의 메모리 액세스를 공유하게 되면, 메모리 액세스의 전체 횟수가 1/3으로 감소된다. 그로 인해 더 느린, 그리고 그에 따라 더 유리한 가격의 메모리 모듈이 사용될 수 있다.
"메시지"는 내용(정보)뿐만 아니라 물리적인 표현(신호)을 포함하는 일반 용어이다. 메시지가 동일한 내용, 즉 동일한 정보를 가짐에도 불구하고, 상이한 신호 형태가 발생할 수 있다. 따라서, 예컨대 아이템과 관련한 메시지는,
(1) 이미지 형태로,
(2) 음성워드로써,
(3) 문자 워드로써,
(4) 암호화된 워드 또는 이미지로써 전송될 수 있다.
상기 전송형태 (1)...(3)는 보통 연속적인(아날로그)신호에 의해 특징 지워지는 반면에, 전송형태 (4)는 보통 비연속적인 신호(예컨대 펄스, 디지털 신호)를 사용한다.
예컨대 문헌 Funkschau 6/98 :R.Sietmann "Fierce competition for the UMTS interface"(76-81 페이지)에 따르면, UMTS-시나리오(제 3 세대 이동 무선 또는 IMT-2000)에는 2 개의 시나리오 요소가 존재한다. 제 1 시나리오 요소에서는 허가된 조정 이동 무선이 WCDMA-기술(WidebandCodeDivisionMultipleAccess)을 기본으로 하고, GSM과 같이 FDD-모드(FrequencyDivisionDuplex)에서 작동되는 반면에, 제 2 시나리오 요소에서는 허가 받지 않은 비조정 이동 무선이 TD-CDMA-기술(TimeDivision-CodeDivisionMultipleAccess)을 기본으로 하고, DECT와 같이 FDD-모드(FrequencyDivisionDuplex)에서 작동된다.범용 이동 통신시스템의 WCDMA/FDD 동작에 있어서, 통신 시스템의 공중 인터페이스는 문헌 ETSI STC SMG2 UMTS-L1, Tdoc SMG2 UMTS-L1 163/98 : "UTRA Physical Layer Description FDD Parts"(Vers. 0.3, 1998-05-29)에 따라 상향링크 및 다운링크 통신 방향으로 각각의 경우에 다수의 물리적 채널을 포함하고, 상기 채널중 제1 물리적 채널, 소위 전용 물리 제어채널(DPCCH)과 제 2 물리적 채널, 소위 전용 물리 데이터 채널(DPDCH)은 그들의 시간 프레임 구조와 관련하여 도 1 및 2에 기술되어 있다.
ETSI 또는 ARIB으로부터 WCDMA/FDD 시스템의 다운링크 방향(기지국으로부터 이동국으로의 무선링크)에서는 상기 전용 물리 제어채널(DPCCH) 및 전용 물리 데이터채널(DPDCH)이 시분할 다중화되는 반면에, 상향링크 방향에서는 DPDCH가 I-채널로 전송되고 DPCCH가 Q-채널로 전송되는 I/Q-다중화가 이루어진다.
ETSI 또는 ARIB의 WCDMA/FDD 시스템의 다운 링크 방향(이동국으로부터 기지국으로의 무선 연결)으로는 상기DecatedPhysicalControllCHannel (DPCCH) 및DecatedPhysicalDataCHannel (DPDCH)이 시분할적으로 다중화되는 반면에, 업 링크 방향으로는 DPDCH가 I-채널에 전송되고, DPCCH는 Q-채널에 전송되는 I/Q-다중화가 이루어진다.
상기 DPCCH는 채널을 평가하기 위한 Npilot파일럿-비트, 고속 전력제어를 위한 NTPC비트 및 NTFI포맷-비트를 포함하고, 상기 NTFI포맷-비트는 비트율, 서비스 방식, 및 에러 방지 코딩 방식등을 나타낸다(여기서, TFI = 트래픽 포맷 지시자). 2 개의 무선셀 및 그 내에 배치된 기지국(Base Transceiver Station)을 포함하는 GSM-무선 시나리오를 기본으로 하여, 도 3은 기지국(BTS1,BTS2)이, FDMA/TDMA/CDMA-무선 시나리오용으로 설계된 무선 인터페이스를 통해, 무선 단방향 또는 양방향(상향링크 방향(UL) 및/또는 하향링크 방향(DL)) 통신에 의해 적절한 전송 채널(TRC)로 무선 셀(FZ1,FZ2)내에 위치한 다수의 이동국(MS1...MS5)(송수신기)에 연결될 수 있는 FDMA/TDMA/CDMA-무선 시나리오를 도시하며, 제 1 기지국(BTS1)(송수신기)은 제 1 무선셀(FZ1)을 "커버"하고, 제 2 기지국(BTS2)(송수신기)이 제 2 무선셀(FZ2)을 전방향으로 "커버"한다. 기지국(BTS1,BTS2)은 공지된 방식으로(GSM-통신 시스템 참조) 기지국 제어기(BSC)에 접속되며, 상기 기지국 제어기는 기지국을 제어하는 과정중에 주파수 관리 및 스위칭 기능을 수행한다. 기지국 제어기(BSC)는 이동 교환국(MSC)을 통해 상위 통신 네트워크, 예컨대 PSTN(공중전화교환망)과 연결된다. 이동 교환국(MSC)은 기술된 통신 시스템에 대한 관리 센터이다. 이동-교환국(MSC)은 모든 통화 관리를 맡으며, 병합된 레지스터(도시되지 않음)를 사용하여 통신 가입자의 인증 및 네트 워크에서의 위치 모니터링을 맡는다.
도 3은 제 1 기지국(BTS1)(송수신기)이 제 1 무선셀(FZ1)을 "조명"하고, 제2 기지국(BTS2)(송수신기)이 제 2 무선셀(FZ2)을 전방향으로 "조명"하는, 예컨대 2 개의 무선셀 및 그 내에 배치된 기지국(Base Transceiver Station)을 포함하는, GSM-무선 시나리오를 기본으로 하여, 기지국(BTS1,BTS2)이 FDMA/TDMA/CDMA-무선 시나리오용으로 설계된 무선 인터페이스를 통해, 무선 단방향 -또는 양방향- 상승 방향(UL)(업 링크) 및/또는 하향 방향(DL)(다운 링크) 통신에 의해, 상응하는 전송 채널(TRC)(Transmission Channel)로 무선 셀(FZ1,FZ2)에 위치한 다수의 이동국(MS1...MS5)(송수신기)과 연결될 수 있는 FDMA/TDMA/CDMA-무선 시나리오를 도시한다. 기지국(BTS1,BTS2)은 공지된 방식으로(GSM-통신 시스템과 참조) 기지국 제어기(BSC)(BaseStationController)와 연결되고, 상기 기지국 제어기는 기지국 제어 범위에서 주파수 관리 및 중재 기능을 맡는다. 기지국 제어기(BSC)는 그편에서 이동-교환국(MSC)(MobileSwitchingCenter)을 통해 상위 통신 네트워크, 예컨대 PSTN(Public Switched Telecommunication Network)과 연결된다. 이동-교환국(MSC)은 도시된 통신 시스템용 관리 센터이다. 이동-교환국(MSC)은 모든 통화 관리를 맡으며, 병합된 레지스터(도시되지 않음)에 의해 통신 가입자의 인증 및 네트 워크에서의 위치 모니터링을 맡는다.
도 4는 송수신기의 형태인 기지국(BTS1,BTS2)의 기본 구조를 도시하는 반면에, 도 5는 마찬가지로 송수신기의 형태인 이동국(MT1...MT5)의 기본 구조를 도시한다. 기지국(BTS1,BTS2)은 이동국(MT1...MT5)으로부터 무선 메시지를 수신하고 이동국(MT1...MT5)에 메시지를 송신하는 반면에, 이동국(MT1...MT5)은 기지국(BTS1,BTS2)으로부터 무선 메시지를 송신하며 기지국(BTS1,BTS2)으로 무선 메시지를 수신한다. 이 때문에, 기지국은 송신 안테나(SAN) 및 수신 안테나(EAN)를 포함하는 반면에, 이동국(MT1...MT5)은 안테나 스위치(AU)에 의해 제어될 수 있는 송신 및 수신 겸용 안테나(ANT)를 포함한다. 상향링크 방향(수신경로)에서, 기지국(BTS1,BTS2)은 이동국(MT1...MT5) 중 적어도 하나의 이동국으로부터 수신 안테나(EAN)를 통해 예컨대 FDMA/TDMA/CDMA 성분을 가진 적어도 하나의 무선 메시지(FN)를 수신한다. 이에 반해, 하향링크 방향(수신경로)에서, 이동국(MT1...MT5)은 기지국(BTS1,BTS2)중 적어도 하나의 기지국으로부터 공동 안테나(ANT)를 통해 예컨대 FDMA/TDMA/CDMA-성분을 가진 적어도 하나의 무선 메시지(FN)를 수신한다. 이러한 경우에, 무선 메시지(FN)는 데이터 심벌로 변조된 정보를 가진 광대역 확산 캐리어 신호를 포함한다.
무선 수신 장치(FEE)(수신기)에서, 수신된 캐리어 주파수는 필터링된후 중간 주파수로 다운되고, 그 다음에서 샘플링되고 양자화된다. 아날로그/디지털-변환 후에, 다중경로 전파로 인하여 무선 경로상에서 왜곡되는 신호는 다수의 왜곡을 보상하는 등화기(EQL)에 공급된다.채널 평가기(KS)는 무선 메시지(FN)가 전송되는 전송 채널(TRC)의 전송 특성이 평가하기 위하여 사용된다. 상기 채널의 전송 특성은 시간영역에서 채널 입력응답에 의해 나타난다. 채널 펄스 응답이 평가될 수 있도록 하기 위하여, 무선 메시지(FN)에는 트레이닝 정보 시퀀스의 형태를 가지며 미드앰블로써 언급되는 특정 부가 정보(본 경우에 이동국(MT1...MT5) 또는 기지국(BTS1, BTS2)에 의하여)가 송신측에서 할당 또는 지정된다.
이후 모든 수신된 신호를 위하여 공동으로 사용되는 데이터 검출기(DD)에서, 공통 신호에 포함된 각각의 이동국 특정 신호 성분이 공지된 방식으로 등화되고 분리된다. 등화 및 분리 이후에, 심벌-데이터 변환기(SDW)는 지금까지 얻어진 데이터 심벌을 2진 데이터로 변환하기 위하여 사용된다. 그 다음에, 복조기(DMOD)는, 디멀티플렉서(DMUX)에서 개별 시간슬롯이 정확한 논리 채널 및 다양한 이동국에 할당되기 이전에, 중간 주파수로부터 원래의 비트 스트림을 얻기 위하여 사용된다.
이어서 모든 수신 신호용 공동 데이터 검출기(DD)에서는 공동 신호에 포함된 특수한 개별 이동국 신호 성분이 공지된 방식으로 등화되고 분리된다. 등화 및 분리 이후에, 심벌-데이터 변환기(SDW)에서는 지금까지 존재한 데이터 심벌이 2진 데이터로 변환된다. 그리고 나서, 디멀티플렉서(DEMUX)에서 개별 시간 슬롯이 정확한 로직 채널 및 상이한 이동국에 할당되기 이전에, 디모듈레이터(DMOD)에서는 중간 주파수로부터 원래 비트 스트림이 획득된다.
채널-코덱(Codec)(KC)에서는 수신된 비트 시퀀스가 채널단위로 디코딩된다. 채널에 따라 비트 정보는 모니터링 및 신호화 시간슬롯 또는 음성 시간 슬롯에 할당되고, 기지국의 경우에(도 4) 모니터링 및 신호화 데이터 및 음성 데이터는 기지국 제어기(BSC)에 전송되기 위해 신호화 및 음성 코딩/디코딩(음성 코덱)을 수행하는 인터페이스(SS)에 공동으로 전송되는 반면에, 이동국의 경우에(도 5) 모니터링 및 신호화 데이터는 이동국의 모든 신호화 및 제어를 수행하는 제어 및 신호화 유닛(STSE)에 전송되고, 음성 데이터는 음성 입력 및 출력을 위해 설계된 음성-코덱(SPC)에 전송된다.
기지국(BTS1,BTS2)내의 인터페이스(SS)의 음성-코덱에서, 음성 데이터는 미리 결정된 데이터 스트림(예컨대, 네트워크 방향에서 64kbps 스트림 또는 네트워크 방향으로부터의 13kbps 스트림)내에 존재한다.
기지국(BTS1,BTS2)의 모든 제어는 제어 유닛(STE)에서 수행된다.
하향링크 방향(전송경로)에서, 기지국(BTS1,BTS2)은 송신 안테나(SAN)를 통해 이동국(MT1...MT5) 중 적어도 하나의 이동국에 예컨대 FDMA/TDMA/CDMA 성분을 가진 적어도 하나의 무선 메시지(FN)를 송신한다. 이에 반해, 상향링크 방향(전송경로)에서, 이동국(MT1...MT5)은 공통 안테나(ANT)를 통해 기지국(BTS1,BTS2)중 적어도 하나의 기지국에 예컨대 FDMA/TDMA/CDMA 성분을 가진 적어도 하나의 무선 메시지(FN)를 송신한다.
도 4에 도시된 바와같이, 전송경로는, 기지국 제어기(BSC)로부터 인터페이스(SS)를 통해 채널 코덱(KC)에 수신된 모니터링 및 신호화 데이터와 함께 음성 데이터가 모니터링 및 신호화 타임슬롯에 할당되고 채널단위로 비트 시퀀스로 코딩되도록 기지국(BTS1, BTS2)에서 시작한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 송신경로는, 음성-코덱(SPC)으로부터 채널-코덱(KC)에 수신된 음성 데이터와 제어 및 신호화 유닛(STSE)으로부터 수신된 모니터링 및 신호화 데이터가 모니터링 및 신호화 시간슬롯 또는 음성 시간 슬롯에 할당되고 이들 데이터가 채널단위로 비트 시퀀스로 코딩되도록 이동국(MT1...MT5)에서 시작한다.
기지국(BTS1, BTS2) 및 이동국(MT1...MT5)에서 얻어진 비트 시퀀스는 각각 데이터-심벌 변환기(DSW)내에서 데이터 심벌로 변환된다. 그 다음에, 데이터 심벌은 각각의 가입자 고유코드를 사용하여 확산기(SPE)에서 확산된다. 그 다음에, 버스트 형성기(BZS) 및 멀티플렉서(MUX)로 구성된 버스트 발생기(BG)에서, 채널 평가을 위한 미드앰플 형태를 가진 트레이닝 정보 시퀀스는 버스트 형성기(BZS)에서 확산 데이터 심벌에 더해진다. 이와같은 방식으로 얻어진 버스트 정보는 멀티플렉서(MUX)에서 각각의 정확한 시간슬롯으로 세팅된다. 최종적으로, 얻어진 버스트는, 상기와 같은 방식으로 얻어진 신호가 송신 안테나(SAN) 또는 공통 안테나(ANT)에서 무선 송신장치(FSE, 송신기)를 통해 무선 메시지(FN)로 전송되기 전에, 변조기(MOD)에서 고주파 변조되고 또한 디지털/아날로그 변환된다.
에코가 존재할 때 다중 수신, 소위 "지연 확산"의 문제는 CDMA를 기초로 하는 시스템에서 상기 시스템의 광대역 및 매우 짧은 칩 또는 비트 시간에도 불구하고, 검출 가능성을 높이기 위해 수신 신호를 서로 결합시킴으로써 해결된다. 이를 위해서는 물론 채널 특성을 알아야 한다. 채널 특성은 모든 가입자에 공통으로 사용되고 메시지 시퀀스 및 증가된 전송전력으로 변조없이 자동적으로 전송되는 파일럿 시퀀스를 사용하여 결정된다. 수신기는 상기 파일럿 시퀀스를 수신함으로써 순간적인 수신 상태에서 몇 개의 경로가 관여하는지 및 이 때 어떠한 지연 시간이 발생하는지에 대한 정보를 얻는다.
레이크 수신기에서, 개별 경로를 통해 도달하는 신호는 레이크 수신기의 핑거(finger)에서 개별적으로 검출되며, 지연시간 및 에코의 위상 편이를 보상한 후에 가산소자에서 서로 다른 가중치로 더해진다.
상기 "레이크"-수신기의 "핑거"는 "얼리 및 레이트 트래킹(early and late tracking)"-방법 (J.G. Proakis : "Digital Communications"; McGraw-Hill, Inc; 제 3판, 1995; 6.3 장 참조)을 사용하여 시간 및 자원 위주의 새로운 채널 평가없이 전송채널의 변화에 따라 재조절될 수 있다. 이를 위하여, 도 6에 도시된 바와 같이 두개의 추가 핑거가 각각의 레이크-핑거(Rake finger)에 더해진다. 두개의 핑거는 메인 핑거와 동일한 확산 코드 s(t)를 사용하여 수신된 신호 r(t)를 검출하며, 상기 두개의 핑거와 메인 핑거와의 유일한 차이점은 레이트 핑거(Late finger)에 수신된 신호가 한 위치만큼 앞서며 얼리-핑거(Early finger)에 수신된 신호가 한 샘플 위치만큼 지연된다는 것이다. 이러한 방법은 특히 오버샘플링(oversampling)의 경우에 사용된다. 얼리 핑거(Early finger) 및 레이트-핑거(Late finger)로부터 수집된 에너지는 비교된다. 메인 핑거의 핑거 위치는 상기 비교 후 더 강한 "핑거"의 방향으로 이동된다. 이는 에너지 차이가 정해진 임계값을 초과할 때만 실행된다. 레이크 수신기는 인용된 문헌(J.G. Proakis : "Digital Communications"; McGraw-Hill, Inc; 제 3판, 1995; 14.5 장)에 더 상세히 기술되어있다.
얼리 핑거(Early finger)가 수신 신호에 대한 역확산 처리를 실제 메인 핑거보다 하나의 지연 단위만큼 먼저 실행하는 것을 도 6으로부터 알 수 있다. 레이트 핑거는 역확산 처리를 메인 핑거보다 정확히 하나의 지연 단위만큼 더 늦게 실행한다.
도 7에는 "핑거"의 구조가 도시되어있다. 핑거는 2 개의 곱셈기(MUL)와 1 개의 누산기(AE)로 구성된다. 각각의 샘플링된 수신값 r(t)은 확산 코드 s(t)에 의해 곱해지며 채널 평가에 따라 가중치 gw로 가중되며, 가중치 gw는 레이크 수신기의 각 핑거에 대하여 다르다.
이와 같은 방식으로 계산된 값은 확산계수에 따라 증가된다. 각 핑거에 대한 결과는 역확산 심벌을 나타내는 복소 신호(complex signal)이다. 얼리 및 레이트 핑거에서는 가중치가 1이기 때문에 가중치에 의한 곱셈이 생략된다. 도 6 및 7에 도시된 모든 신호는 복소수이며, 실수부 및 허수부로 구성된다.
얼리 및 레이트 핑거로부터 얻어진 결과는 진폭을 계산하여 진폭을 비교함으로써 평가된다. 진폭이 현저한 차이를 나타내는 경우, 즉 진폭이 값(TH)으로 한정된 최소 차이를 갖는 경우, 핑거의 위치는 메인 핑거가 변경 후에 더 큰 에너지를 갖는 위치에 배치되도록 변경된다.
이는 도 8에 도시되어있다. 얼리 핑거가 계산하는 에너지(여기서는 "PE"로 표시되어있음)는 레이트 핑거에 의해 산출되는 에너지(PL)와 비교된다. 이는 두 핑거 사이의 에너지 차이의 평가를 기초로하여 간단하게 수행된다. 첫번째 경우에, 얼리 및 레이트 에너지간의 차이가 그리 크지 않기 때문에, 즉 정해진 임계값(TH)보다 훨씬 더 작기 때문에 핑거는 시프트되지 않는다. 두번째 경우에, "얼리 및 레이트 핑거간의 편차는 임계값(TH)보다 크고 레이트 핑거의 에너지는 얼리 핑거의 에너지보다 더 크다. 그 결과, 메인 핑거는 하나의 지연 스테이지만큼 뒤로 시프트된다. 세번째 경우에, 얼리 및 레이트 핑거간의 편차는 마찬가지로 임계값(TH)보다 크고, 이때 얼리 핑거의 에너지는 레이트 핑거의 에너지보다 크다. 따라서, 메인 핑거는 하나의 지연 스테이지만큼 앞으로 시프트된다.
레이크 수신기에 얼리 및 레이트 핑거를 사용하는 경우, 하기에 기술된 문제들이 발생할 수 있다. :
레이크 수신기에서 얼리 및 레이트 핑거를 사용하는 경우, 하기에 기술된 문제들이 발생할 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이 수신된 데이터가 디멀티플렉서(DEMUX)를 통한 적절한 메모리 액세스에 의해 레이크(RAKE) 수신기로 전달되도록 하기 위해 RAM 메모리(SP)내에 임시 저장되면, 레이크 핑거 당 3회의 메모리 액세스가 수행되어야 한다. 메인 핑거, 얼리 핑거 및 레이트 핑거를 위해 각각 1회의 액세스가 필요하다. 예컨대 데이터가 4 MHz의 샘플링 주파수를 사용하여 메모리로 기록되면, 메모리는 레이크 핑거가 8개인 경우 메모리는 96 MHz로 판독되어야 한다. 이러한 비율은 오버샘플링의 경우 변경된다. 왜냐하면, 오버샘플링의 경우 데이터는 오버샘플링 비율에 상응하는 높은 속도로 메모리에 기록되기 때문이다.
도 9는 종래의 회로를 나타낸다. 3 개의 레이크 핑거는 서로 독립적으로 디멀티플렉서(DEMUX)를 통해 RAM 메모리(SP)를 액세스한다. 스크램블링(scrambling)은 전환되며(즉, 디스크램브링(descrambling)되며), 경로 가중치는 레이크 수신기의 다수의 곱셈기(MUL)에 의해서 공지된 방식으로 수행된다.
본 발명의 목적은 이동 및/또는 고정 송수신 장치사이에서 무선통신을 수행하는 통신 시스템, 특히 제 3세대 무선 이동 시스템에서 얼리-레이트-트래킹을 수행하는 레이크 수신기에서 메모리 액세스를 제어하기 위한 방법을 제공하는 것이며, 본 발명의 메모리 액세스의 수는 종래의 공지된 방법에 비해 감소된다.특허청구범위에 따르면, 상기와 같은 목적은 레이크 수신기에 수신되고 얼리-레이트-트래킹에서 레이트 핑거(late finger)에 의해 판독된 데이터가 임시 저장된 후, 얼리-레이트-트래킹에서 얼리 핑거(early finger)에 의해 판독되기 위해 하나의 판독 사이클 이후 얼리 핑거로 전송되는 방법에 의하여 달성된다.본 발명의 사상은 얼리-데이터 및 레이트-데이터의 비율에 의해 서로에게 나타나는 특성을 이용하는 것을 기본으로 한다. 레이트 핑거에 의해 판독된 데이터는 하나의 판독 사이클 이후에 대응하는 얼리 핑거에 의해 판독된다. 따라서, 레이트 핑거로부터 판독된 데이터는 메모리 내에 임시 저장된 후 얼리 핑거로 적절하게 전달된다. 그렇게 되면 상기 얼리 핑거는 더 이상 메모리로 직접 액세스될 필요가 없다. 오버샘플링을 사용하지 않는 경우, 3회의 메모리 액세스가 모두 단 한 번으로 대체될 수도 있다. 얼리 핑거 및 레이트 핑거가 1회의 메모리 액세스를 공유하게 되면, 메모리 액세스의 전체 횟수가 1/3만큼 감소된다. 그로 인해 더 느리고 그리고 그에 따라 더 유리한 가격의 메모리 모듈이 사용될 수 있다.
본 발명의 전형적인 실시예가 도 10을 참조로하여 설명될 것이다.도 10은, 도 9에 기초하여, 레이크 수신기에서의 메모리 액세스의 경우에 하나의 메모리 액세스가 절약되는 방법을 기술한다.도 10은 도 9에 도시된 회로에 대한 개량 회로를 나타낸다. 3개의 레이크 핑거중 2, 즉 메인 핑거 및 레이트 핑거는 서로에 대해 무관하게 디멀티플렉서(DEMUX)를 통해 RAM-메모리(SP)를 다시 한번 액세스된다. 레이크-수신기에는 다수의 곱셈기(MUL)에 의하여 공지된 방식으로 다시한번 스크램블링이 전환되고(즉, 디스크램블링되며) 경로 가중치가 가중된다. 얼리-레이트 트래킹을 위한 레이트 핑거에 의한 액세스시, RAM-메모리(SP)로부터 판독된 데이터는 버퍼 메모리(ZSP, 레지스터)내에 임시 저장되고, 하나의 판독 사이클 이후에 얼리-레이트 트래킹시 얼리 핑거에 의해 판독되기 위해 얼리 핑거에 전송된다.
도 10에 도시된 메모리 액세스 처리에 대한 이해를 돕기 위해, 액세스 처리는 하나의 핑거에 관한 하기의 액세스 시나리오로 기술될 것이다. 이러한 실시예에서는 오버샘플링 비율로서 값 "2"가 선택되었다. 즉, 칩마다 2 개의 샘플이 메모리(SP)내에 저장된다.수신된 신호는 Tc/2의 샘플링 비율로 RAM-메모리(SP)내에 저장되고, 이 때 Tc는 칩의 시간구간이다.
경로-지연으로부터 판독 어드레스가 계산된다. 신호를 역확산하기 위하여 Tc-프레임의 데이터만이 요구된다. 실시예 : 지연 = 7* Tc, 이는 신호가 7 개의 칩만큼 지연되고 정확한 제 1 값이 제 7의 칩 위치의 값이라는 것을 의미한다.
칩마다 2 개의 샘플이 저장되기 때문에, 이는 제 1 샘플이 어드레스 "14(14/2 = 7)"에서 판독되어야 한다는 것을 의미한다.
어드레스 "14"부터 수신 신호가 판독된다. 그러면 어드레스 카운터가 2단씩 계속 카운팅한다. 즉, 어드레스 "14, 16, 18, 20, 22, 24..."가 판독된다. 이는 메인 핑거에도 적용된다.
레이트 및 얼리 핑거는 각각 1/2의 칩만큼 지연된 신호 내지는 반 개의 칩만큼 일찍 수신된 신호를 필요로 한다.
즉, 이는 얼리 핑거의 경우에 어드레스 "13, 15, 17, 19, 21..."이 판독되고 레이트 핑거의 경우에 어드레스 "15, 17, 19, 21, 23..."이 판독된다는 것을 의미한다.
이는 Tc/2 프레임내의 값이 RAM 메모리(SP)내에 저장됨에 따라서 얼리 어드레스가 "메인 어드레스-1"로 계산될 수 있고 레이트 어드레스가 "메인 어드레스 + 1"로 계산될 수 있기 때문에 매우 간단하게 실행될 수 있다.
즉, 제 1 단계에서는 어드레스 "13, 14 및 15"가 메모리(SP)로부터 판독되어야 한다. 제 2 단계에서는 어드레스 "15, 16 및 17"이 판독되고, 그 이후의 단계에서도 상기 방식으로 어드레스가 판독된다.
도 9에 따른 회로에서와 동일한 과정을 사용하면 계산 단계당 3 회의 메모리 액세스가 필요하다. 즉, 이는 4 MHz 신호에 대하여 액세스 속도가 12 MHz이라는 것을 의미한다. 메모리가 8 핑거, 즉 8 개의 얼리 핑거, 8 개의 레이트 핑거 및 8 개의 메인 핑거에 의해 동시에 판독되면, 12 * 8 MHz = 96 MHz의 액세스가 요구된다.
그러나, 이러한 구성의 경우, 메모리 위치 "15"가 이미 제 1 단계에서 사용되었을지라도 메모리 위치 "15"가 제 2 단계에서 판독된다. 따라서 얼리 및 레이트 핑거에 있어서 처리 단계당 1회의 메모리 액세스로도 충분하다. 얼리 핑거에 대한 값은 레이트 핑거에 대한 값을 1칩만큼 지연됨으로써 얻어진다. 따라서, 레이트 핑거가 값 "17"를 판독할 때, 얼리 핑거를 위해 버퍼 메모리(레지스터, ZSP)에 저장되어 있던 값 "15"가 출력으로 공급된다. 그러나 이는 다양한 핑거의 올바른 순서를 제공한다.
따라서, 얼리 및 레이트 핑거가 하나의 메모리 액세스를 공유하기 때문에, 메모리 액세스의 횟수가 1/3만큼 감소될 수 있다. 이로 인해 더 느리고 그에 따라 저렴한 메모리 모듈이 사용될 수 있으며, 그 결과 전력 소비가 감소된다.

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  1. 이동 및/또는 고정 송수신 장치사이에서 무선 통신을 수행하는 통신 시스템, 특히 제 3 세대 이동 무선 시스템에서 얼리-레이트 트래킹을 수행하는 레이크 수신기에서 메모리 액세스를 제어하기 위한 방법으로서,
    상기 레이크 수신기에 수신되고 얼리-레이트 트래킹단계에서 레이트 핑거에 의해 판독되는 데이터는 버퍼 메모리에 임시 저장되고, 하나의 판독 사이클 후에 얼리 레이트 트래킹 단계에서 상기 동일한 데이터를 얼리 핑거에 의해 판독되도록 하기 위하여 상기 데이터가 상기 얼리 핑거에 전송되는 방법.
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